【文章內(nèi)容簡介】 備來改造鐵礦選礦廠，從低品位、高 Si02的磁性鐵燧巖中生產(chǎn)出高品位、低 Si02等雜質(zhì)的鐵精礦，以滿足我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的需要。 2021年我國選 礦工作者在研究我國鐵精礦質(zhì)量低、不能滿足煉鐵工業(yè)要求以及鐵礦資源全球化，大量進口國外優(yōu)質(zhì)鐵礦石等的基礎(chǔ)上，明確提出了我國鐵礦選礦今后應(yīng)以提高鐵精礦品位、降低 Si0A1203等有害雜質(zhì) (即提鐵降硅 )為發(fā)展方向的意見。我國近年來在選礦技術(shù)方面進行了不少創(chuàng)新，研究了不少新設(shè)備。例如，新型高效 Slon立環(huán)脈動高梯度強磁選機，浮選柱一電磁式脈動低弱磁場磁重選礦機等先進設(shè)備 稀土國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國是世界上稀土資源最豐富的國家，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國稀上資源 20世紀(jì) 70 年代占世界總儲量的 70 % ,90 年代下 降至 45%左右，這主要是國外近 20年來在稀土資源的勘查與研究方而取得很大進展，先后發(fā)現(xiàn)了一大批超大型稀土礦床。 我國稀上礦床主要成因類型可分為 8 種。一，海底噴流 (溢 )沉積型 (或海相火山沉積稀有金屬碳酸巖型 )，如內(nèi)蒙古白云鄂博礦床 。二，沉積型，如貴州織金和云南昆明稀上礦床成奎變質(zhì)巖型；三，變質(zhì)巖型，如湖北大別山礦床 。四，花崗巖型，如山東微山和內(nèi)蒙古 801 礦床 。 五，花崗巖風(fēng)化淋積型，如江西尋鳥、龍南和福建長汀等南方離子型礦床 。六，巖漿碳酸巖型，如湖北廟婭和寧賽馬等礦床。八，海濱砂礦，如廣東、海南和臺灣 等礦床。在我國已發(fā)現(xiàn)的最具有工業(yè)意義的稀土礦床是海底噴流 (溢 )沉積型、堿性巖型、花崗巖風(fēng)化淋積型等稀上礦床。我國稀土資源成礦條件十分有利、礦床類型齊全、分布而廣而又相對集中，目前，地質(zhì)科學(xué)工作者已在全國二分之二以上的省 (區(qū) )發(fā)現(xiàn)上千處礦床、礦點和礦化產(chǎn)地，但集中分布在內(nèi)蒙古的白云鄂博、江西贛南、廣東粵北、四川涼山和山東微山等地，形成北、南、東、西的分布格局，并目有北輕南重的分布特點。 內(nèi)蒙古 科技大學(xué)畢業(yè)論文 8 研究內(nèi)容及技術(shù)思路 鐵礦選礦研究內(nèi)容及技術(shù)思路 選礦有三種工藝流程，分別處理三種原料，一種是處 理氧化礦石的弱磁一強磁一反浮選工藝，其原則工藝流程見圖 1。一種處理磁鐵礦石的弱磁一反浮選工藝，一種是處理外購鐵精礦的磨礦一弱磁選， 下文將著重對氧化礦的內(nèi)容作為重點。 弱磁一強磁一浮選工藝是根據(jù)白云鄂博氧化 礦 石粒度特性，礦物間的可選性差異以及當(dāng)時選礦工藝、設(shè)備技術(shù)水平制定的，首先利用礦物的磁性差異，采用弱磁選一強磁選工藝將礦物分組，獲得富含鐵的磁選鐵精礦、富含稀土和 鈮 礦物的強磁中礦以及含一部分稀土和大量脈石的強磁選尾礦。然后以 偏 硅酸鈉為抑制劑，烴基磺酸和 羧 酸組成的捕收劑反浮磁選鐵精礦，除去氟、 磷等碳酸鹽、磷內(nèi)蒙古 科技大學(xué)畢業(yè)論文 9 酸鹽礦物，獲得含鐵 63%以上的鐵精礦，強磁中礦和強磁尾礦以 羥肟 酸類捕收劑可浮選出高質(zhì)量的稀土精礦，其稀土浮選尾礦五氧化二 鈮 含量較原礦富集約一倍，可從中回收 鈮 礦物。 該工藝有以 以下 特點 : (1)連續(xù)磨礦至一 200 目 92%以上，有用礦物基本單體解離，通過分選可獲得鐵精礦、稀土精礦，同時，又能回收 鈮 礦物。 (2)首先采用磁性分組的方法，提高了分選性，簡化工藝流程，該工藝的不足之處，一是微細粒弱磁性鐵礦物在強磁選作業(yè)中回收率偏低，二是鐵精礦中含鐵硅酸鹽礦物含量較高。 自 云鄂博礦石中有相當(dāng)量的含鐵硅酸鹽礦物，如鈉輝石、鈉閃石、黑云母等，其磁性與弱磁性鐵礦物假象赤鐵礦、赤鐵礦相差不大，比磁化系數(shù)都在 40200) x 106 cm3/g之間，因此，強磁選作業(yè)很準(zhǔn)將其有效分離，強磁選鐵精礦品位 TFe僅達 43 %。致使弱磁選和強磁選綜合鐵精礦品位 TFe 僅為 54%一 56 %。在目前反浮選工藝條件下，不能夠司時將碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物同時除掉，若進一步提高鐵精礦質(zhì)量，關(guān)鍵是去除鈉輝石、鈉閃石、云母及長石這四種硅酸鹽礦物，這些礦物本身含有硅酸鐵，還嵌布微細鐵礦物的包裹體。 稀土資源的研究內(nèi)容及技術(shù)思路 一 白云鄂博礦 白云鄂博礦床系沉積變質(zhì) 熱液交代的鐵、稀上、鈮多金屬共生大型礦床，已發(fā)現(xiàn)有 71種元素、 170 多種礦物，稀土礦物有 15 種之多，主要為氟碳鈰礦和獨居石輕稀土混合礦，比例為 7:3 或 6 :4。有用礦物之間共生關(guān)系密切，嵌布粒度細小，稀土礦物粒度一般在 0. 074mm ~ 0. O 1mm 之間。礦石中有用礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、氟碳鈰礦、獨居石、鈮礦物等，主要脈石礦物有鈉輝石、鈉閃石、方解石、白云石、重晶石、磷灰石、石英、長石等。 稀土礦物選 礦亟待解決的問題是稀土礦物與鐵礦物、鈮礦物、硅酸鹽礦物以及含鈣、鋇等礦物的有效分離。目前回收白云鄂博礦中的稀土礦物采用的方法主要是浮選工藝，含稀土的入選原料經(jīng)過一粗二精一掃浮選工序就可生產(chǎn)出 50 %左右的混合稀土精礦，如果需 60%左右的精礦，只需增加一道精選即可。稀土選內(nèi)蒙古 科技大學(xué)畢業(yè)論文 10 礦工藝流程見圖 2。還可根據(jù)需要對混合稀上精礦進行氟碳鈰礦與獨居石的浮選分離，得到單一的稀土精礦。 二 弱磁選強磁選浮選工藝 該工藝首先將原礦石磨至 0 . 074mm 占 90 ~92 % ,弱磁選選出磁鐵礦，其尾礦在強磁選機磁感應(yīng)強度 1. 4T 條件下粗選，將赤鐵礦及大部分稀土礦物料入強磁粗精礦中，粗精礦經(jīng)一次強磁精選 ((0. 6T~0. 7T)，強磁精選鐵精礦和弱磁鐵精礦合并送去反浮選脫除隨磁選帶的螢石、稀土等脈石礦物得到合格鐵精礦，工藝流程見圖 3 內(nèi)蒙古 科技大學(xué)畢業(yè)論文 11 從圖 3 中可以看出，在弱磁強磁浮選工藝中能夠從二處 (即強磁中礦、強磁尾礦和反浮泡沫尾礦 )回收稀土礦物，還有企業(yè)從選礦廠總尾礦中回收稀土精礦(選礦廠總尾礦溜槽取礦 )，強磁中礦、強磁尾礦反浮泡沫尾礦及總尾礦作為浮選稀土原料，采用 H205(鄰羥基荼羥肟酸 )、水玻璃 J102(起泡劑 )組合藥 劑，在弱堿性(pH=9)礦漿中浮選稀上礦物，經(jīng)一次粗選、一次掃選、二次精選 (或二次精選 )得到于 50 %左右的混合稀土精礦及稀土次精礦 30 %REO，浮選作業(yè)回收率為 70 ~75 % 。 1990 年后已先后將包鋼選礦廠處理氧化鐵礦石的 5 個選礦生產(chǎn)系列全部按弱磁強磁浮選工藝改造生產(chǎn)至今，生產(chǎn)效果良好。目前包鋼選礦廠已建 8個生產(chǎn)系列 (其中 4個系列處理氧化礦， 4 個系列處理原生礦 )。包鋼稀土稀選廠主要以強磁中礦、強磁尾礦為入選原料生產(chǎn)稀上精礦。包鋼選礦廠已完成了從鐵反浮泡沫尾礦中選別稀上礦物的試驗，根據(jù)市場需要可隨時生 產(chǎn)稀上精礦。 三 弱磁選浮選工藝 弱磁選浮選工藝適合處理含磁鐵礦較多的礦石。工藝為原礦石磨礦至 占 90%左右，先弱磁選選出磁鐵礦，其尾礦經(jīng)濃縮后作為入選稀土原料，采用水玻璃 .J 102 . H205 組合藥劑，經(jīng)一次粗選、一次掃選、二次精選或二次精選生產(chǎn)可得到 50 ~60 %的稀土精礦和 34 ~40 % REO 的次精礦。 內(nèi)蒙古 科技大學(xué)畢業(yè)論文 12 氟的研究內(nèi)容及技術(shù)思路 螢石是主要的非金屬礦物，他形粒狀為主。偏光鏡下呈不同程度紫色，少量為紫黑色或微帶藍色的紫色。在礦石中螢石多呈條帶狀，部 分呈侵染狀產(chǎn)出。粒度 ~ 與鐵礦物稀土礦物共生關(guān)系密切，內(nèi)部常常包裹這些礦物的微粒。包裹體分布很不均勻，排列雜亂，數(shù)量不一常達數(shù)顆數(shù)十顆之多，粒度~。此外，螢石本身也可作為包裹體嵌布在鐵礦物集合體內(nèi)，或呈不規(guī)則狀充填在各礦物粒間?？傊?，螢石的嵌布情況相當(dāng)復(fù)雜，是選礦需要排除的重點對象 從白云鄂博主，東礦中貧氧化礦石中尤其是螢石型貧氧化礦石中回收 CaF2大于 85%的螢石精礦在技術(shù)上并不十分困難，弱磁 —— 強磁 —— 浮選流程中的強磁選尾礦，由于通過弱磁選和強磁選已基本上實現(xiàn)了鐵 礦物和螢石性礦物的分離。因此，在強磁選尾礦中螢石得到富集，見下表 ，而其回收率也在 70%以上，可以作為綜合回收螢石的良好原料。 表 弱磁 —— 強磁 —— 浮選流程強磁尾礦多元素分析結(jié)果 成分 Fe2O3 TFe FeO SFe SiO2 Al2O3 CaO MgO F 含量 % 成分 REO P Nb2O5 BaO S K2O Na2O 燒失 含量 % 曾利用強磁選尾礦進行過回收螢石的小型試驗。試驗首先浮選出稀土及其他易浮礦物，其沉沙進行脫泥脫藥后，采用氫氧化鈉，水玻璃，烤膠，檸檬酸， SLM藥劑組合，進行一次粗選四次精選，可以獲得含 CaF285%左右，回收率 30%的螢石精礦。螢石精礦的多元素分析結(jié)果列于表 表 CaF2 85%的螢石精礦多元素分析結(jié)果 成分 CaF2 BaO TFe Al2O3 F REO P Nb2O5 SFe 含量 % 成分 CaO MgO SiO2 S ThO2 Na2O K2O 燒失 內(nèi)蒙古 科技大學(xué)畢業(yè)論文 13 含量 % 如果想獲得含 CaF2大于 95%的高品位螢石精礦，其技術(shù)難度就大得多，其技術(shù)要求主要表現(xiàn)在兩方面，一是 CaF2 含量大幅度提高，要求螢石與其他礦物充分分離，尤其是可浮性與螢石相近的重晶石，稀土礦物，易浮碳酸鹽礦物等要實現(xiàn)與螢石的充分分離絕非易事：二是此種用于化工原料的螢石精礦對雜志含量要求較高， 這就增加了選礦技術(shù)的難度，下文將對氟的選礦技術(shù)做深入分析。 第二章 工藝礦物學(xué)研究 總論 工藝礦物學(xué)是研究礦物性質(zhì)，以解決其實際應(yīng)用的科學(xué)，其主要任務(wù)是研究天然礦物和人造礦物的工藝性質(zhì)和加工工藝的關(guān)系，最終目的是應(yīng)充分綜合利用礦物原料，提高有用組分的提取率。正因為如此，工藝礦物學(xué)在礦物原料開發(fā)利用中自然就占有十分重要的地位。 白云鄂博礦石特性 白云鄂博礦床屬沉積 — 巖漿期后高溫?zé)嵋航淮啻纬傻V作用的復(fù)雜礦床，礦產(chǎn)資源具有下列顯著特點 : (1)礦產(chǎn)儲量大。 (2)礦物種類多，礦區(qū)參與成礦的 71 種元素形成 170 多種礦物，僅鐵礦物和含鐵礦物就有 20余種，含有害元素氟、磷、鉀、鈉、硫等礦物數(shù)十種。 (3) 各種礦物的嵌布粒度很細。特別是 鈮 和稀 土 礦物更細， 鈮 礦物粒度一般為 ~，稀土礦物粒度一般為 ~，鐵礦物粒度一般為 ~ mm, 以上占 90 % (4) 礦石類型、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較復(fù)雜。根據(jù)氧化程度可分為氧化礦石和磁鐵礦石兩種。根據(jù)礦物組合又分為塊狀型、螢石型、鈉輝石型、鈉閃石型、黑云內(nèi)蒙古 科技大學(xué)畢業(yè)論文 14 母型、白云石型等六種主要成 因類型的鐵一稀土礦石。 (5) 欲分離礦物間可選性差異小。有用礦物與脈石礦物間可選性差異小，脈石礦物間可選性差異大，礦石中同時存在硅酸鹽和碳酸鹽兩大類礦物。 (6) 有用元素鐵、稀土和 鈮 有少量分散在其他礦物之中，鐵的分散量在螢石型礦石中為 5%左右，在鈉輝石型礦石中為 5一 15%。 白云鄂博氧化礦系列流程分析 氧化礦系列流程取樣位置見下圖 v 氧化礦系列流程產(chǎn)品的化學(xué)組成 表 . 氧化礦系列流程產(chǎn)品的化學(xué)組成見下表 內(nèi)蒙古 科技大學(xué)畢業(yè)論文 15 氧化礦系列流程產(chǎn)品的礦物組成 表 氧化礦系列流程的礦物組成見下表 TFe SFe TFeO F S P SiO2 K2O Na2O Cao MgO Al2o3 BaO Nb2O5 REO 燒堿 原礦 永給 弱精 弱尾 中精 強給 強尾 強粗 強精 強中 浮給 浮精 浮尾 .17 磁性鐵礦 赤褐鐵礦 黃鐵礦 氟碳鈰礦 獨居石 磷灰石 螢石 重晶石 云母 輝石閃石 碳酸鹽 石英長石 鈮礦物 其他 原礦 弱精 弱尾 中精 強給 強尾 4 強粗精 強精 強中 2